Zaznacz stronę

Co to jest geologia?

Geologia to rodzina nauk o Ziemi badających skład, budowę i rozwój skorupy ziemskiej, a także historię naszej planety, jej ewolucję i procesy, które kształtują jej budowę oraz powierzchnię. Uzyskana w ten sposób wiedza ma znaczenie praktyczne, na przykład w celu poszukiwania kopalin, oceny wpływu środowiska geologicznego na obiekty techniczne, pozyskiwania wód podziemnych.

Zastosowania geologii

Nauki o Ziemi mają bardzo duże znaczenie ze względu na surowce mineralne, których rozpoznaniem zajmują się geolodzy. Kluczowe dla gospodarki człowieka jest również zaopatrzenie w wody z podziemnych poziomów wodonośnych, a także badanie możliwości posadowienia konstrukcji inżynierskich oraz budynków, co zapobiega katastrofom budowlanym. Na terenach doświadczanych przez klęski żywiołowe geolodzy zajmują się ponadto przewidywaniem oraz minimalizacją ich skutków.

Wśród najważniejszych zastosowań geologii warto wymienić zwłaszcza:

  • zapewnienie zaopatrzenia w węglowodory – ropę naftową i gaz ziemny; zagadnieniem pozyskania tych paliw ze złóż konwencjonalnych (tak zwanych pułapek na węglowodory) oraz niekonwencjonalnych (tak zwany gaz łupkowy) zajmuje się geologia naftowa,
  • rozpoznanie złóż innych surowców energetycznych, w Polsce zwłaszcza złóż węgla kamiennego oraz brunatnego, a w innych krajach także rud uranu dla potrzeb energetyki jądrowej,
  • zaopatrzenie w rudy metali; Polska jest pod tym względem jednym z najbardziej zasobnych państw, ze względu na ogromne złoża rud miedzi, srebra oraz innych metali, eksploatowanych na Dolnym Śląsku; posiadamy również złoża rud cynku i ołowiu (Górny Śląsk); poszukiwaniem rud metali zajmuje się, tak samo jak w przypadku surowców energetycznych takich jak węgiel, geologia złożowa,
  • badaniem gruntów zajmuje się geologia inżynierska; ma ona kluczowe znaczenie dla analiz posadowienia konstrukcji inżynierskich; wykonanie analiz gruntu pozwala na ustalenie, czy teren jest dogodny dla zabudowy, a to z kolei minimalizuje ryzyko przyszłych katastrof budowlanych oraz degradacji infrastruktury technicznej i drogowej,
  • bardzo ważne jest także pozyskanie czystych wód z podziemnych poziomów wodonośnych; zajmuje się tym hydrogeologia; oprócz zlokalizowania i badania wydajności poziomów wód podziemnych ta dziedzina geologii odpowiedzialna jest też za analizę stanu fizykochemicznego wody, co pozwala na wykrycie szkodliwych dla człowieka substancji znajdujących się w wodzie pitnej,
  • istotne znaczenie ma udostępnienie złóż surowców skalnych, niezbędnych dla budownictwa drogowego, przemysłu cementowego, a także dla pozyskania kamieni dekoracyjnych; ważne jest również badanie odporności oraz granic stosowalności kamieni budowlanych,
  • na terenach zagrożonych trzęsieniami ziemi, wybuchami wulkanów, falami tsunami, osuwiskami geolodzy zajmują się monitorowaniem ryzyka wystąpienia tych katastrof naturalnych, a także działaniami prowadzącymi do minimalizowania skutków obecnych oraz przyszłych kataklizmów tego rodzaju,
  • rozpoznanie, badanie autentyczności oraz obróbka kamieni szlachetnych i ozdobnych; zajmują się tym gemmolodzy.

Wszystkie te prace nie byłyby możliwe do wykonania, gdyby nie badania podstawowe, którymi również zajmuje się geologia. Dzięki mineralogii oraz petrologii poznajemy procesy rządzące tworzeniem i rozmieszczeniem minerałów i skał, a więc również złóż surowców energetycznych i rud metali. Badanie deformacji skał (czym zajmuje się tektonika) pozwala na rozpoznanie budowy złóż oraz najkorzystniejszych kierunków ich eksploatacji. Rozpoznanie wieku oraz historii skał, co stanowi domenę stratygrafii, pozwala na odkrycie praw rządzących powstawaniem i rozmieszczeniem zasobów mineralnych. Prowadzi to do odkrycia kolejnych złóż o krytycznym znaczeniu dla gospodarki.

Przykłady osiągnięć nauk geologicznych

Oprócz codziennej pracy nad pozyskaniem i eksploatacją surowców naturalnych nauki geologiczne doprowadziły również do odkrycia i zbadania wielu procesów rządzących rozwojem skorupy ziemskiej, a także wydarzeń z dalekich dziejów Ziemi. Wiele z tych odkryć stało się powszechnie znanych, wykorzystanych w filmach fabularnych oraz stały się częścią wiedzy przekazywanej w szkołach, ośrodkach edukacji nieformalnej takich jak muzea, a także w bardzo licznych książkach.

Wśród takich osiągnięć geologii warto wymienić zwłaszcza:

Rozpoznanie tektoniki kier, czyli procesów odpowiedzialnych za wędrówki kontynentów, a także ustalenie dawnych konfiguracji lądów i mórz (na mapie przedstawiony został świat sprzed 300 milionów lat, z widoczną Pangeą).
Odkrycie wielkich wymierań w przeszłości Ziemi. Na rysunku widoczna rekonstrukcja upadku planetoidy w końcu okresu kredowego, który doprowadził do ostatecznego wyginięcia dinozaurów (rys. Donald E. Davis).
Opisanie historii i ustalenie sposobu powstania fascynujących człowieka form rzeźby terenu. Na zdjęciu skałki polskich Gór Stołowych.
Opisanie historii geologicznej całych kontynentów oraz terytoriów konkretnych państw (na mapie Polska przed 410 milionami lat).

Zbadanie najstarszych minerałów i skał świata. Na zdjęciu widoczne są najstarsze kryształy świata, należące do minerału cyrkonu, pochodzące z Australii i liczące 4,4 miliarda lat.

Odkrycie istnienia w dalekiej przeszłości Ziemi zlodowaceń, które objęły całą naszą planetę – to tak zwana teoria „Ziemi-śnieżki”.

Zbadanie i zrekonstruowanie wymarłych zwierząt i roślin, na czele z dinozaurami, a także ustalenie ich pokrewieństwa względem dzisiejszych taksonów, na przykład powiązanie wielkich gadów ery mezozoicznej z współczesnymi ptakami.
Odkrycie genezy kamieni szlachetnych i ozdobnych, na czele z diamentami, rubinami, szafirami i szmaragdami. Pozwoliło to na zlokalizowanie nowych złóż, a także wyprodukowanie kamieni syntetycznych.

Zrekonstruowanie nieistniejących już gór, mórz oraz wulkanów. Na rysunku rekonstrukcja morza, które znajdowało się na terenie Polski 160 milionów lat temu.

Najważniejsze nauki geologiczne

Poniżej znajduje się alfabetyczna lista niektórych spośród nauk o Ziemi, z syntetycznym opisem. Niektóre z nich zostały wymienione już wcześniej, na liście głównych zastosowań geologii.

Geologia historyczna

To dział geologii zajmujący się odtwarzaniem historii Ziemi, w tym chronologią zdarzeń od powstania planety do dzisiaj, rozwojem skorupy kontynentalnej i oceanicznej (między innymi dziejami kontynentów).

Geologia inżynierska

Dział geologii którego celem jest badanie geologicznych uwarunkowań technicznej działalności człowieka. Analizowany jest wpływ warunków geologicznych na obiekty techniczne, w tym budynki, konstrukcje, a także obiekty uciążliwe dla środowiska – składowiska odpadów, wyrobiska górnicze. Zastosowanie narzędzi geologii inżynierskiej pozwala na uniknięcie katastrof budowlanych oraz zmniejszenie negatywnego oddziaływania obiektów technicznych na środowisko.

Geologia regionalna

Nauka o budowie geologicznej konkretnych obszarów Ziemi (całych kontynentów, jednostek geologicznych, państw). Wiedza dotycząca budowy łączy się naturalnie z historią geologiczną (domena geologii historycznej).

Hydrogeologia

Dziedzina geologii poświęcona badaniu wód podziemnych. W sferze zainteresowań hydrogeologii znajdują się zwłaszcza zasoby wód, ich pochodzenie, dynamika (zjawiska związane z przepływem w warstwach wodonośnych), właściwości fizyczne i skład chemiczny wód podziemnych. Ten dział geologii ma bardzo duże znaczenie praktyczne, związane z poszukiwaniem i udostępnianiem (projektowaniem ujęć wody pitnej) zasobów wód podziemnych.

Mineralogia

Dział geologii poświęcony minerałom. Wiele z minerałów zawiera metale oraz inne pierwiastki niezbędne dla gospodarki, stąd też mineralogia ma ważne implikacje praktyczne. Badaniem występowania i możliwości eksploatacji takich cennych minerałów zajmuje się geologia złóż.

Aby dowiedzieć się więcej o przedmiocie badań mineralogii warto zajrzeć do naszego kursu rozpoznawania najważniejszych minerałów.

Paleontologia

Nauka o organizmach z przeszłości geologicznej. Głównym zadaniem paleontologii jest badanie skamieniałości, czyli śladów życia z odległej przeszłości. Dzięki nim możliwe jest wyciągnięcie wniosków dotyczących historii życia, a także historii geologicznej obszaru, z którego pochodzą analizowane skamieniałości. Paleontologia może być też bardziej związana z biologią – wówczas określana jest mianem paleobiologii – i wtedy jej celem staje się przede wszystkim odtworzenie wymarłych organizmów oraz dawno minionych ekosystemów.

Aby dowiedzieć się więcej o przedmiocie badań paleontologii zajrzyj do katalogu skamieniałości.

Petrologia i petrografia

Dziedziny geologii zajmujące się opisem i klasyfikowaniem skał (głównie petrografia), a także badaniem pochodzenia skał oraz ich przemian w przeszłości geologicznej (przede wszystkim petrologia).

Więcej o przedmiocie badań petrografii można dowiedzieć się zaglądając do katalogu skał.

Stratygrafia

Dział geologii zajmujący się porządkowaniem skał pod względem ich wzajemnego położenia oraz kolejności w profilach geologicznych (następstwa). Większość metod stratygrafii opiera się na względnym określaniu kolejności kompleksów skalnych, bez podawania ich konkretnego wieku. Jednak dzięki metodom bezwzględnego datowania skał możliwe jest również określenie dokładnego (w granicach od tysięcy do milionów lat) wieku skał. Efektem prac z wykorzystaniem metod stratygrafii jest tabela stratygraficzna, czyli tabela dziejów Ziemi. Jest ona wykorzystywana w opisie dziejów Ziemi, czyli w geologii historycznej.

Więcej o przedmiocie badań stratygrafii można dowiedzieć się dzięki tabeli stratygraficznej.

Tektonika

Dyscyplina geologii zajmująca się badaniem przestrzennego rozmieszczenia kompleksów skalnych w skorupie ziemskiej i jego związku z procesami prowadzącymi do mechanicznych odkształceń skał, a także historią tych procesów i historią deformacji oraz zmian rozmieszczenia skał. W prostszym ujęciu tektonikę możemy traktować jako naukę o odkształceniach skorupy ziemskiej, procesach, które te odkształcenia powodują (naturalnych i powodowanych przez człowieka, wynikających z procesów działających w głębi i na powierzchni Ziemi).